Procedimiento de cocción y de remojo que utiliza por lo menos un hervidor,

un depósito de remojo, una tolva de granos, un hidrotamiz, una tolva y una lavadora, comprendiendo dicho procedimiento las siguientes etapas:

a) colocar por lo menos un producto de grano en un hervidor con una solución alcalina acuosa para formar una mezcla alcalina;

b) calentar dicha mezcla alcalina hasta una temperatura predeterminada, seguido por enfriar la mezcla con agua y a continuación separar dicha mezcla alcalina entre una capa de supernate y una capa de lechada;

c) escurrir dicha lechada y mantener sustancialmente todo dicho supernate en dicho hervidor que debe ser utilizada con una próxima mezcla alcalina;

d) dejar dicha lechada en remojo en un depósito de remojo;

e) transportar dicha lechada a una tolva mediante una corriente de agua de empuje en la que dicha de corriente de agua de empuje comprende agua reciclada procedente de un depósito de recogida y en el que dicha lechada es escurrida sustancialmente de líquido y se convierte en grano;

f) transportar dicho grano desde dicha tolva hasta un hidrotamiz;

g) escurrir el exceso de agua de dicho grano;

h) transportar dicho grano desde dicho hidrotamiz hasta una lavadora;

i) lavar dicho grano en dicha lavadora con agua fresca de lavado;

j) escurrir dicha agua fresca de lavado de la etapa i) hacia dicho depósito de recogida para su reciclaje en la etapa e); y

k) transportar dicho grano a un procedimiento posterior

Procedimiento de nixtamalización mejorado.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere al ahorro de agua, agua residual, cal y energía, a la vez que se incrementa la productividad y se mejora la calidad de producto de un procedimiento de nixtamalización y, más particularmente, a un procedimiento para el ahorro de agua mediante el cual no se escurre el supernate de una lechada de maíz, sino que, se vuelve a utilizar en un lote posterior, ahorrando de este modo recursos valiosos.

El maíz de las chips de tortilla de maíz, tales como los de la industria de aperitivos, a veces se cuece y se deja en remojo antes de ser convertido en harina o masa. Un ejemplo de este procedimiento consiste en el tratamiento de maíz en un procedimiento de nixtamalización, es decir, el procedimiento tradicional para tratar el maíz fresco con el fin de formar una masa. Este procedimiento se remonta hasta la época precolombina de los pueblos azteca y maya en Mesoamérica. En el procedimiento de nixtamalización tradicional, en primer lugar se deja el grano de maíz en remojo en una solución de agua y cal (hidróxido de calcio) y a continuación, es cocido parcialmente, o próximo al punto de ebullición durante un periodo corto de tiempo, según la dureza del maíz. A continuación, se deja el maíz en la solución de agua de cal y se deja enfriar durante unas 8 a 18 horas con el fin de soltar y degradar el pericarpio (la fibra), que es la capa exterior y fibrosa de un grano de maíz. La cocción y el remojo en una solución alcalina provocan la disolución parcial de la cutícula y de otras capas de fibra, así como el hinchado y la debilitación de las paredes de la célula y de los componentes fibrosos. A continuación, los granos de maíz son escurridos del licor de cocción (denominado "nejayote"), que contiene pericarpio y otras partículas disueltas o suspendidas, y se lavan los granos de maíz para eliminar la cal y las partículas sueltas en exceso. Típicamente, hasta el 15% en peso de la fracción completa de maíz se pierde durante las etapas de cocción y lavado. A continuación, los granos de maíz son molidos para desintegrar las estructuras de las células que contienen almidón y hacen que la mezcla sea gelatinosa. La mezcla molida y húmeda puede ser mezclada con agua para formar una masa fresca, o se puede deshidratar para formar una harina de masa seca. La harina de masa seca puede ser rehidratada posteriormente para formar una masa.

Un diagrama esquemático que ilustra el procedimiento de la técnica anterior que consistía en la cocción y el remojo, es representado en la figura 1. En dicho procedimiento de la técnica anterior, se utilizan dos hervidores. El procedimiento empieza con la adición de distintos componentes de una mezcla acuosa y alcalina con granos. Por ejemplo, se colocan 1.200 a 1.700 libras en peso de maíz, 1% al 5% de cal, y aproximadamente 325 galones de agua en un hervidor 10 con camisa de vapor. A continuación, se calienta esta mezcla hasta su temperatura de cocción mediante una camisa de vapor, aproximadamente hasta el punto de ebullición.

Una vez alcanzada la temperatura deseada, la mezcla de maíz, cal y agua se cuece a la temperatura de cocción durante un número determinado de minutos. Después de la cocción, se añaden 325 galones de agua fresca al hervidor 10, mediante una línea de agua fresca 11 con el fin de enfriar el lote hasta entre aproximadamente 60 y 80ºF. En este ejemplo de la técnica anterior, se necesitan aproximadamente 650 galones de agua para cada lote de maíz que se procesa mediante los hervidores 10. A continuación, a la lechada de maíz en la cubeta de agua se le bombea, mediante una línea de descarga 12, hasta un depósito de remojo 14 para ser "dejado en remojo". Una parte del agua en exceso del depósito de remojo es escurrido mediante un rebosadero 16 hasta las cloacas 60 u otros medios de tratamiento y descarga. En muchos casos, el agua descargada hasta la cloaca es bastante alcalina y debe ser tratada como agua residual antes de su descarga final hacia el medio ambiente. Una vez que la lechada de maíz ha estado en el depósito de remojo 14 durante unas 8 a 18 horas, se envía la lechada a una tolva de maíz 30 mediante una línea de transferencia 18. Aunque la figura 1 ilustra únicamente dos depósitos de remojo, porque el tiempo que el maíz está en el depósito de remojo 14 excede del tiempo que el maíz está en el hervidor 10, pueden resultar necesarios muchos más depósitos de remojo 14 en el caso de desear un procedimiento continuo. Una corriente de agua fresca de empuje 22 de aproximadamente 10 a 20 galones por minutos se pulveriza en el tubo de descarga del depósito de remojo 14 con el fin de transportar el maíz desde el depósito de remojo 14. Típicamente, se utilizan 90 galones de agua aproximadamente para transportar el maíz. La tolva de maíz 30 separa el maíz del agua. El agua en exceso es enviada a la línea de escurrido 34 de la tolva de maíz y a continuación a la cloaca 60. A continuación, se alimenta la lechada de maíz, en virtud de la gravedad, mediante un hidrotamiz 32 hasta una lavadora 38. El agua en exceso es enviada hacia la línea de escurrido 36 del hidrotamiz y a continuación a la cloaca 60. La lavadora 38 consiste en un tambor giratorio que utiliza una corriente de agua fresca 26 para enjuagar ligeramente el maíz con el fin de eliminar la cáscara y la cal. Típicamente, la corriente de agua fresca 26 fluye a un régimen de 20 a 30 galones por minuto. La corriente de agua residual 40 en exceso de la lavadora 38 es escurrida asimismo y es enviada hacia la cloaca 60. Desde la lavadora 38, se envía el maíz a la cinta de desagüe 42 donde el agua en exceso, mediante la corriente de agua residual de la cinta de desagüe 46, es enviada hacia la cloaca 60. A continuación, el maíz es enviado a un tratamiento posterior 44, en el que se convierte en un producto tal como la harina o la masa.

Este procedimiento adolece de varios inconvenientes. Uno de dichos inconvenientes estriba en el hecho de que el agua fresca del hervidor, normalmente a temperatura ambiente, tiene que ser calentada mediante una camisa de vapor en los hervidores 10 hasta alcanzar una temperatura o cerca al punto de ebullición, lo que requiere bastantes recursos. Otro inconveniente estriba en el hecho de que existe un gradiente de temperatura no deseado en el hervidor 10, porque el agua a temperatura ambiente en la parte central de el hervidor 10 entra a una temperatura mucho más fría que el agua fresca del hervidor y dado que se realiza la mezcla en el hervidor de forma muy suave, la temperatura en gradiente da lugar en una cocción no uniforme, lo que reduce la calidad del producto. Otro inconveniente consiste en que cualquier agua en exceso 16 del depósito de remojo, una vez calentada, es escurrida a continuación y enviada a la cloaca mediante el rebosadero 16. Por lo tanto, el procedimiento ha gastado recursos calentando agua que esencialmente constituye agua residual. Además, tal como se ha mencionado anteriormente, las corrientes de agua son descargadas con frecuencia con una alcalinidad elevada y un contenido solido relativamente alto, que a menudo requieren un tratamiento posterior antes de ser descargadas de nuevo en el medio ambiente. Como consecuencia de ello, subsiste la necesidad de minimizar la cantidad de agua en exceso procedente del depósito de remojo que se descarga de dichos depósitos de remojo 14, con el fin de ahorrar agua y vapor y utilizar recursos de tratamiento para el agua residual que no reducen la productividad ni la calidad del producto.

Un procedimiento de la técnica anterior que se utiliza para superar esta situación, se ilustra en la patente US nº 3.117.868 a nombre de Madrazo el 14 de enero de 1964. En lugar de cocer el maíz en una solución de cal saturada, la patente de Madrazo da a conocer la mezcla de calientes vapores de agua alcalina con el maíz en un recipiente a presión. Sin embargo, esta invención adolece de un inconveniente importante. Sería necesario comprar e instalar equipos grandes, a saber, un recipiente a presión y posiblemente un soplador, en función de la forma de realización de la invención que se seleccionar realizar.

Las patentes US nº 6.344.228, US nº 5.558.898, US nº 5.744.184 y US nº 4.463.022 dan a conocer distintos procedimientos de nixtamalización que actualmente recuperan el agua que se utiliza en el procedimiento.

Otro inconveniente del procedimiento de la técnica anterior que consiste en cocer el grano y dejarlo en remojo, y que se ilustra en la figura 1, estriba en que se tiene...

1. Procedimiento de cocción y de remojo que utiliza por lo menos un hervidor, un depósito de remojo, una tolva de granos, un hidrotamiz, una tolva y una lavadora, comprendiendo dicho procedimiento las siguientes etapas:

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho grano comprende maíz.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que dicha mezcla alcalina comprende cal.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que dicha lechada es escurrida en la etapa c) hasta que el supernate alcanza un nivel predeterminado en dicho hervidor.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicho nivel predeterminado se determina mediante la supervisión de una frecuencia de vibración en una línea de descarga de lechada.

6. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicha agua reciclada comprende además agua fresca, siendo regulada una cantidad de agua fresca en dicho depósito de recogida mediante un control de nivel.

7. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que dicha agua fresca de lavado escurrida procedente de dicho depósito de recogida en la etapa j) es dirigida hacia por lo menos un dispositivo separador de sólidos y a continuación es dirigida de nuevo hacia dicho depósito de recogida.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que dicho dispositivo separador de sólidos comprende acero inoxidable.

9. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que dicho dispositivo separador de sólidos comprende un hidroclono.

10. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que dicha agua fresca de lavado escurrida en la etapa j) es dirigida hacia un dispositivo separador de sólidos antes de ser enviada de vuelta a dicho depósito de recogida.